映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法
【課題】バックライトの消費電力を削減しながら、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができる映像処理装置を提供する。
【解決手段】明るさ検出部５１は映像の明るさを検出する。内挿映像信号生成部３０，３１は、入力映像信号Ｆ０における隣接する２フレーム間に内挿する内挿映像信号Ｆ１を生成する。時間軸強調部３０，３１は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１の時間軸方向の高域成分を強調する。時系列変換メモリ５３は、高域成分が強調された映像信号Ｆ０’，Ｆ１’をフレーム周波数変換する。時間軸強調部３０，３１は、入力される一対の映像信号の振幅を映像の明るさに応じて調整し、振幅を調整した一対の映像信号基づいて、高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する。
【解決手段】明るさ検出部５１は映像の明るさを検出する。内挿映像信号生成部３０，３１は、入力映像信号Ｆ０における隣接する２フレーム間に内挿する内挿映像信号Ｆ１を生成する。時間軸強調部３０，３１は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１の時間軸方向の高域成分を強調する。時系列変換メモリ５３は、高域成分が強調された映像信号Ｆ０’，Ｆ１’をフレーム周波数変換する。時間軸強調部３０，３１は、入力される一対の映像信号の振幅を映像の明るさに応じて調整し、振幅を調整した一対の映像信号基づいて、高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに映像を表示するための映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶パネルに映像を表示するための技術として、下記の特許文献１、特許文献２が知られている。
【０００３】
特許文献１には、動画ぼやけを低減することができる映像表示装置が記載されている。この映像表示装置は、映像信号と１フレーム分遅延した映像信号とから動きベクトルを検出して、動きベクトルを用いてフレーム間に内挿するための内挿映像信号を生成する。この映像表示装置は、映像信号と内挿映像信号とを、それぞれ以前のフレームの映像信号を用いて時間軸強調し、時間軸強調された映像信号と内挿映像信号とをメモリに書き込み、書き込み周波数の２倍の周波数で、メモリより内挿映像信号、映像信号の順に交互に読み出す。これにより、この画像表示装置は、フレーム周波数が２倍になった出力映像信号を得ている。
【０００４】
特許文献２には、消費電力の低減を実現する表示方法が記載されている。この表示方法は、映像信号の平均輝度等に基づいて、液晶パネルの透過率（画素の輝度）と、バックライトの輝度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３７４４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
映像信号の動画ぼやけを低減させ、かつ、バックライトの消費電力を削減するために、特許文献１に記載された技術と特許文献２に記載された技術との双方を映像表示装置に搭載することが考えられる。ところが、単に特許文献１に記載された技術と特許文献２に記載された技術との双方とを組み合わせただけでは、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができないことが明らかとなった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、バックライトの消費電力を削減しながら、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができる映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出する明るさ検出部（５１）と、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成する遅延部（１０）と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する内挿映像信号生成部（２１〜２３）と、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調する時間軸強調部（３０〜３３）と、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で読み出すメモリ（４０）とを備え、前記時間軸強調部は、前記一対の映像信号の振幅を前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部（３１０）と、前記第１のゲイン制御部によって振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部（３００）と、前記利得係数決定部で決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部（３０１，３０２）とを有することを特徴とする映像処理装置を提供する。
【０００９】
上記の映像処理装置において、前記メモリより読み出された前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第２のゲイン制御部（５３）をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
上記の映像処理装置において、前記第２のゲイン制御部によって振幅が調整された映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動する液晶駆動部（６０）をさらに備え、前記第１のゲイン制御部は、前記第２のゲイン制御部が前記液晶駆動部に供給する前記映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記利得係数決定部に供給する前記一対の映像信号の振幅を調整することが好ましい。
【００１１】
上記の映像処理装置において、前記液晶パネルに照射する光を発光するバックライト（８０）を駆動するバックライト駆動部（８１）をさらに備え、前記第１及び第２のゲイン制御部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出された映像信号の振幅を大きくし、前記バックライト駆動部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記バックライトが発光する光の強度を小さくすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出し、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成することを特徴とする映像処理方法を提供する。
【００１３】
上記の映像処理方法において、前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整することが好ましい。
【００１４】
上記の映像処理方法において、前記メモリより読み出して振幅を調整した映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動し、前記液晶パネルに表示する映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記一対の映像信号の振幅を調整することが好ましい。
【００１５】
上記の映像処理方法において、検出した前記映像の明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出した映像信号の振幅を大きくし、検出した前記映像の明るさが暗いほどバックライトが前記液晶パネルに照射する光の強度を小さくすることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、上記の映像処理装置と、液晶パネル（７０）と、前記液晶パネルに光を照射するバックライト（８０）とを備える映像表示装置を提供する。
【００１７】
さらにまた、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出し、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成し、前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅を調整した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号を液晶パネルに表示し、バックライトから発せられた光を前記液晶パネルの裏面より照射するに際し、前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅の調整と相殺させるように、バックライトからの光の強度を検出した前記映像の明るさに応じて調整することを特徴とする映像表示方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法によれば、バックライトの消費電力を削減しながら、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の映像表示装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１における時間軸強調部３０，３１の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の映像表示装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法の各実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の映像表示装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００２２】
図１において、第１のフレーム周波数を有する入力映像信号Ｆ０（第１の映像信号）は、画像メモリ１０，動きベクトル検出部２０，内挿映像信号生成部２１，時間軸強調部３０，明るさ検出部５１に供給される。画像メモリ１０は、入力映像信号Ｆ０を１フレーム分だけ遅延させることによって、１フレーム分遅延された映像信号Ｆ２（第２の映像信号）を生成する。映像信号Ｆ２は、動きベクトル検出部２０，内挿映像信号生成部２１，時間軸強調部３１に供給される。画像メモリ１０は、入力映像信号Ｆ０を１フレーム分遅延させて映像信号Ｆ２（第２の映像信号）を生成する遅延部として機能する。
【００２３】
動きベクトル検出部２０は、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とに基づいて、フレーム間の動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部２０は、例えばマッチング法などを用いて動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部２０によって検出された動きベクトルは、内挿映像信号生成部２１に供給される。
【００２４】
内挿映像信号生成部２１は、動きベクトル検出部２０から供給された動きベクトルに基づいて、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とから内挿映像信号Ｆ１を生成する。内挿映像信号Ｆ１とは、後段の時系列変換メモリ４０にてフレーム周波数を２倍に変換する際に、もともと映像信号が存在しない変換前のフレーム周波数における隣接する２フレーム間の中間に挿入すべき映像信号である。内挿映像信号Ｆ１は、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とを用い、動きベクトル検出部２０によって検出された動きベクトルに基づいて動き補償補間を行うことによって生成される。内挿映像信号Ｆ１は、時間軸強調部３０，３１に供給される。
【００２５】
時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１とを用いて、時間軸強調された強調映像信号Ｆ０’を生成し、時系列変換メモリ４０に供給する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１と映像信号Ｆ２とを用いて、時間軸強調された強調映像信号Ｆ１’を生成し、時系列変換メモリ４０に供給する。
【００２６】
時間軸強調部３０から出力される強調映像信号Ｆ０’と時間軸強調部３１から出力される強調映像信号Ｆ１’とは、第１のフレーム周期で同時に時系列変換メモリ４０に書き込まれる。
【００２７】
時系列変換メモリ４０は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を一旦記憶する。時系列変換メモリ４０は、強調映像信号Ｆ１’，Ｆ０’の順に画像ゲイン制御部５３に出力する。このとき、時系列変換メモリ４０は、入力映像信号Ｆ０のフレーム周波数の２倍のフレーム周波数で強調映像信号Ｆ１’，Ｆ０’を出力する。
【００２８】
なお、説明の便宜上、入力映像信号Ｆ０はフレーム周波数が６０Ｈｚの順次走査信号であることを前提とし、インターレースの形式のＮＴＳＣ信号やＨＤＴＶ信号においては、前段にて順次走査信号に変換する処理がなされているものとする。
【００２９】
画像ゲイン制御部５３は、時系列変換メモリ４０から供給された強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’の振幅を制御する。このとき、画像ゲイン制御部５３は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’に、制御演算部５２から供給された映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇを乗算する。これによって、画像ゲイン制御部５３は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’の振幅を調整する。画像ゲイン制御部５３は、振幅が調整された強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を液晶駆動部６０に供給する。
【００３０】
液晶パネル７０は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルである。液晶駆動部６０は、画像ゲイン制御部５３より出力された映像信号を液晶パネル７０に表示するよう液晶パネル７０を駆動する。液晶駆動部６０は、液晶パネル７０におけるＸ軸方向とＹ軸方向の２方向の導線に対して、ＸとＹの２方向から電圧をかけることで交点の液晶を駆動させると共に、画素ごとにオン，オフを切り替えて映像信号を表示させる。
【００３１】
明るさ検出部５１は、入力映像信号Ｆ０の明るさを検出する。この明るさは、入力映像信号Ｆ０における例えば１フレーム内の画素データの最大値Ｍである。１フレーム内のＲ，Ｇ，Ｂ信号の最大値Ｍを入力映像信号Ｆ０の明るさとすることができる。複数フレームの画素データの最大値を入力映像信号Ｆ０の明るさとしてもよく、１または複数フレーム内の画素データの値（画素レベル）の平均値を入力映像信号Ｆ０の明るさとしてもよい。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号以外の例えば輝度信号に基づいて入力映像信号Ｆ０の明るさを検出してもよいし、画素レベルのヒストグラムを用いて統計的に入力映像信号Ｆ０の明るさを検出してもよい。
【００３２】
本実施形態において、明るさ検出部５１は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数が２倍とされる前の入力映像信号Ｆ０を用いて映像信号の明るさを検出する。明るさ検出部５１は、検出した画素データの最大値Ｍを制御演算部５２に供給する。
【００３３】
なお、明るさ検出部５１は入力映像信号Ｆ０以外の映像信号に基づいて明るさを検出してもよい。例えば、画像メモリ１０から出力される映像信号Ｆ２を用いてもよく、内挿映像信号生成部２１から出力される内挿映像信号Ｆ１を用いてもよい。但し、明るさ検出部５１（検出系）における明るさの検出時刻から、明るさ検出部５１で検出した明るさを用いた制御系（画像ゲイン制御部５３と後述するバックライト駆動部８１及びゲイン制御部３１０）における制御時刻までの時間的なずれを考慮するのであれば、できる限り前段にて明るさを検出することが好ましい。
【００３４】
また、明るさ検出部５１は、明るさを検出する制御演算の実現手段としてＣＰＵなどを用いて動作の安定化を図ってもよい。
【００３５】
制御演算部５２は、明るさ検出部５１から得られた画素データの最大値Ｍから、映像信号を制御するための映像制御信号Ｓ１及びバックライト８０を制御するバックライト制御信号Ｓ２を生成する。この映像制御信号Ｓ１及びバックライト制御信号Ｓ２には、明るさ情報ｇが含まれる。明るさ情報ｇは、例えば８ビット階調で表現できる最大値の２５５／Ｍである。映像制御信号Ｓ１は、時間軸強調部３０，３１及び画像ゲイン制御部５３に供給される。バックライト制御信号Ｓ２は、バックライト駆動部８１に供給される。なお、映像制御信号Ｓ１に対する時間軸強調部３０，３１における内部動作については後述する。
【００３６】
映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇは、明るさ検出部５１で得られた画像内の最大輝度の逆数（２５５／Ｍ）である。即ち、液晶パネル７０に表示させる映像が暗い場合には映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇは大きくなり、画像ゲイン制御部５３による強調映像信号Ｆ０’及び強調映像信号Ｆ１’の振幅増幅度合いを大きくする。バックライト制御信号Ｓ２としての明るさ情報ｇは、液晶パネル７０に表示させる映像が暗い場合に、バックライト８０からの発光強度を小さくするようにする。このように、映像信号制御信号Ｓ１とバックライト制御信号Ｓ２とは同じ明るさ情報ｇであるが、信号増幅度合いと、バックライト８０からの発光強度とを相殺させるようにする。
【００３７】
バックライト８０は、液晶パネル７０の裏面に配置されている。バックライト８０は、映像表示時に、液晶パネル７０の裏面より光を照射する。バックライト８０からの発光強度は、バックライト駆動部８１によって制御される。なお、バックライト８０はいわゆるエッジライト方式のバックライトであってもよい。この場合、バックライト８０は液晶パネル７０の側面に配置される場合がある。バックライト８０の配置位置は裏面でも側面でもよく、液晶パネル７０に対して光を液晶パネル７０の裏面より照射する構成であればよい。
【００３８】
バックライト駆動部８１は、制御演算部５２から明るさ情報ｇが供給される。バックライト８０は、明るさ検出部５１により検出された映像信号の明るさに基づき制御演算部５２が生成した明るさ情報ｇに基づいて、バックライト８０の明るさ（出力）を制御する。
【００３９】
このような映像表示装置において、明るさ検出部５１によって映像信号の明るさを検出してから、画像ゲイン制御部５３による画像ゲイン制御及びバックライト駆動部８１によるバックライト制御についての一連の流れについて説明する。
【００４０】
例えば、入力映像信号Ｆ０に含まれる画素データの最大値Ｍが、８ビット階調で表現できる最大値の２５５よりも小さい値（０≦Ｍ＜２５５）であったとする。このとき、明るさ検出部５１で検出された明るさ情報ｇは、２５５／Ｍという値となる。
【００４１】
この場合、映像表示装置は、画像ゲイン制御部５３によって映像振幅をｇ（＝２５５／Ｍ）倍し、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を１／ｇ（＝Ｍ／２５５）倍に制御する。これにより、入力映像信号Ｆ０に含まれる画素データの最大値Ｍが変動しても、バックライト８０の出力と画素データの値とを組み合わせた液晶パネル７０から発する輝度を等価にすることが可能である。
【００４２】
本実施形態の映像表示装置によれば、画素データの最大値Ｍが小さいほど、明るさ情報ｇが大きくなり、バックライト８０の出力を下げることができる。これにより、本実施形態の映像表示装置は、消費電力を低減させることができる。
【００４３】
本実施形態の映像表示装置においては、時系列変換メモリ４０から出力された映像信号の振幅が画像ゲイン制御部５３によってｇ倍になるので、液晶パネル７０への印加電圧はｇ倍となる。時間軸強調部３０，３１では、液晶パネル７０への印加電圧に対応させて入力された映像信号を時間軸強調して、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を生成しなければならない。時間軸強調部３０，３１の構成を特許文献１に記載されている時間軸強調回路の構成としたとすると、時間軸強調の程度が不十分で映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができないことになる。そこで、時間軸強調部３０，３１を図２に示すような構成とする。
【００４４】
図２に示すように構成された時間軸強調部３０，３１は、映像信号を時間軸方向に強調するフィルタである。時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０の時間軸方向の高域成分を内挿映像信号Ｆ１を用いて強調する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１の時間軸方向の高域成分を映像信号Ｆ２を用いて強調する。
【００４５】
時間軸強調部３０，３１は、入力する二種類の映像信号をｆａ，ｆｂとして、下記式（１）にて表される時間軸強調信号ｆｏを得る。
【００４６】
ｆｏ＝ｆａ＋ｋ（ｆａ−ｆｂ） …（１）
この式（１）において、ｋは、映像信号を強調する度合いを決定する利得係数であり、液晶パネル７０の応答特性に応じて設定される。液晶パネル７０の応答が比較的速く残像が少ない場合には、利得係数ｋは小さく設定される。一方、液晶パネル７０の応答が遅く残像が多い場合には、利得係数ｋは大きく設定される。
【００４７】
入力する映像信号のｆａとｆｂの関係は、６０Ｈｚのフレーム周波数である入力映像信号を図１の時系列変換メモリ４０により２倍の１２０Ｈｚに変換した場合を想定したとき、ｆｂがｆａの１フレーム（１／１２０ｓ）前の画像となる。より具体的に説明すると、時間軸強調部３０においては、ｆａが入力映像信号Ｆ０であり、ｆｂが内挿映像信号Ｆ１である。時間軸強調部３１においては、ｆａが内挿映像信号Ｆ１であり、ｆｂが映像信号Ｆ２である。
【００４８】
上記式（１）の動作を行う時間軸強調部３０，３１は、図２に示すように、マッピング回路３００，減算器３０１，乗算器３０２，加算器３０３，ゲイン制御部３１０を含む。ゲイン制御部３１０は、乗算器３１１，３１２を含む。
【００４９】
ゲイン制御部３１０の乗算器３１１は映像信号ｆａをｇ倍し、ゲイン制御部３１０の乗算器３１２は映像信号ｆｂをｇ倍する。ｇ倍された映像信号ｆａ，ｆｂはマッピング回路３００に供給される。マッピング回路３００は、予め設定された変換テーブルを用いて利得係数ｋを生成する。変換テーブルは、どの程度の強さで時間軸強調を行うかを映像信号ｆａと映像信号ｆｂとの関係から決定するものである。即ち、マッピング回路３００は、時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数ｋを決定する利得係数決定部として機能する。
【００５０】
減算器３０１は、映像信号ｆａと映像信号ｆｂとの差分をとり、乗算器３０２は差分値を利得係数ｋ倍する。加算器３０３は、映像信号ｆａにｋ倍された差分値を加算して時間軸強調信号ｆｏを出力する。減算器３０１及び乗算器３０２は、マッピング回路３００が決定した利得係数ｋを用いて映像信号ｆａに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部として機能する。
【００５１】
このように、時間軸強調部３０，３１は、明るさ情報ｇによって映像信号ｆａ，ｆｂの振幅を調整して、映像信号ｆａ×ｇと映像信号ｆｂ×ｇを用いてマッピング回路３００で利得係数ｋを決定する。映像信号ｆａ×ｇ及び映像信号ｆｂ×ｇの振幅は、画像ゲイン制御部５３により振幅が調整され、実際に液晶駆動部６０に供給される映像信号の振幅と同じである。
【００５２】
映像信号ｆａ，ｆｂをｇ倍するゲイン制御部３１０は、後段の画像ゲイン制御回路５３と実質的に同じ動作を行うことになる。画像ゲイン制御部５３が液晶駆動部６０に供給する電圧と、ゲイン制御部３１０がマッピング回路３００に供給する電圧とを同一にできるので、乗算器３０２に適正な値の利得係数ｋを供給できる。このように、適正な値の利得係数ｋを供給することにより、後段の画像ゲイン制御信号５３で信号振幅が調整されることを考慮して、時間軸強調部３０，３１から時間軸強調された強調映像信号Ｆ０’、Ｆ１’を出力することができる。
【００５３】
時系列変換メモリ４０からは、このような強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’に基づいてフレーム周波数変換された映像信号が出力される。画像ゲイン制御部５３は、明るさ情報ｇに基づいて画像ゲインを制御しても、輝度（振幅）が適切な映像信号を液晶駆動部６０に供給できる。従って、液晶駆動部６０に印加される電圧のレベルが映像信号に応じて適したものとなり、液晶パネル７０の応答特性を補償できる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ検出部５１により検出された明るさ情報ｇによって時間軸強調のための利得係数ｋを調整して、時間軸強調部３０，３１によって時間軸強調を行う。これによって、本実施形態の映像表示装置によれば、画像ゲイン制御部５３によって振幅が調整される度合いを考慮して、時間軸強調を行うことができる。また、本実施形態の映像表示装置は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数を倍速変換する。さらに、本実施形態の映像表示装置は、明るさ情報ｇを用いて画像ゲイン制御部５３により画像ゲインを調整すると共に、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を調整する。
【００５５】
このように、本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ情報ｇを検出した後に、時間軸強調及び倍速変換を行うことによって、映像のぼやけを低減できる。本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ情報ｇを検出した後に、画像ゲインの調整及びバックライト８０の出力の調整を行うことができ、バックライト８０の消費電力を削減することができる。
【００５６】
また、本実施形態の映像表示装置によれば、フレーム周波数を２倍にするために生成する内挿映像信号Ｆ１と入力映像信号Ｆ０に対して、フレーム周波数を２倍にする前に時間軸強調の処理を施している。従って、フレーム周波数を２倍にした後に時間軸強調処理を行うのに比較して、同等の動画ぼやけ防止効果を有しながら、時間軸強調処理の動作速度が高速になることによる回路動作実現上の困難さを回避できる効果がある。また、内挿映像信号生成部２１で用いるフレームメモリを時間軸強調処理のフレームメモリと共用できるのでフレームメモリの削減効果がある。
【００５７】
なお、制御演算部５２から、バックライト駆動部８１、時間軸強調部３０，３１内部の乗算器３１１，３１２及び画像ゲイン制御部５３への制御タイミングの時間ずれを調整するため、遅延手段またはラッチ手段を設けてもよい。明るさ検出部５１では１フレーム内の入力映像信号から明るさを求めることで、バックライト８０及び画像ゲイン制御部５３への制御が１フレーム遅延する。ところが、本実施形態の映像表示装置によれば、時系列変換メモリ４０でフレーム遅延が生じるので、検出系（明るさ検出部５１）と制御系（ここでは画像ゲイン制御部５３及びバックライト駆動部８１）との時間的なずれがなくなる。従って、遅延手段またはラッチ手段は、必ずしも設ける必要がない。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の映像表示装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５９】
第２実施形態の映像表示装置は、例えば図３に示すように構成される。第１実施形態との相違点は、出力される映像信号のフレーム周波数を４倍にする点である。このため、第２実施形態の映像表示装置は、内挿映像信号生成部２１〜２３の３つの内挿映像信号生成部を有し、時間軸強調部３０〜３３の４つの時間軸強調部を有する。
【００６０】
内挿映像信号生成部２１〜２３は、それぞれ、供給される入力映像信号Ｆ０と１フレーム分遅延された映像信号Ｆ２とから、フレーム周波数を４倍に変換するために、入力映像信号Ｆ０の隣接する２フレーム間に挿入すべき３フレーム分の内挿映像信号Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３を生成する。この場合、内挿映像信号生成部２１〜２３にて使用する動きベクトルは共通とする。
【００６１】
時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１１から時間軸強調信号Ｆ０’を生成する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１１と内挿映像信号Ｆ１２から時間軸強調信号Ｆ１１’を生成する。時間軸強調部３２は、内挿映像信号Ｆ１２と内挿映像信号Ｆ１３から時間軸強調信号Ｆ１２’を生成する。時間軸強調部３３は内挿映像信号Ｆ１３と１フレーム分遅延させた映像信号Ｆ２から時間軸強調信号Ｆ１３’を生成する。
【００６２】
これら４フレーム分の時間軸強調信号Ｆ０’，Ｆ１１’，Ｆ１２’，Ｆ１３’は、時系列変換メモリ４０に入力される。時系列変換メモリ４０は、フレーム周波数が４倍になった２４０Ｈｚの映像信号となるように時系列変換を行う。
【００６３】
この第２実施形態の映像表示装置において、時間軸強調部３０〜３３には、明るさ情報ｇが供給される。時間軸強調部３０〜３３は、図２に示すように構成される。したがって、時間軸強調部３０〜３３は、映像信号ｆａ，ｆｂを明るさ情報ｇ（２５５／Ｍ）で乗算して、利得係数ｋを求め、利得係数ｋを用いて時間軸強調を行う。
【００６４】
以上のように、第２実施形態の映像表示装置によれば、第１実施形態と同様に、明るさ検出部５１により検出された明るさ情報ｇによって時間軸強調のための利得係数ｋを調整して、時間軸強調部３０〜３３によって時間軸強調を行う。また、第２実施形態の映像表示装置は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数を４倍に変換する。さらに、第２実施形態の映像表示装置は、明るさ情報ｇを用いて画像ゲイン制御部５３により画像ゲインを調整すると共に、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を調整する。
【００６５】
なお、第２実施形態では、内挿映像信号生成部を３つ、時間軸強調部を４つとして、映像信号のフレーム周波数を４倍に変換する構成を示したが、映像信号のフレーム周波数を３倍または５倍以上に変換してもよい。時間軸強調部がｎ（ｎは３以上の整数）個、内挿映像信号生成部がｎ−１個の関係であればよい。第１実施形態と第２実施形態とを含めれば、映像信号のフレーム周波数を２倍またはそれ以上に変換すればよく、時間軸強調部がｎ（ｎは２以上の整数）個、内挿映像信号生成部がｎ−１個の関係となる。
【００６６】
以上をまとめると次の通りとなる。内挿映像信号生成部（２１または２１〜２３）は、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号と、第１の映像信号を１フレーム分遅延させた第２の映像信号とを用いて、第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する。第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号は、第１のフレーム周波数をｎ倍にするために必要となる映像信号である。ここで、ｎは２以上の整数である。なお、第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号は、第１の映像信号における隣接する２フレーム間に時間的に新しい順に並べた場合の順番である。
【００６７】
時間軸強調部（３０，３１または３０〜３３）は、第１の映像信号と第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。この際、時間軸強調部は、第１の映像信号と第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。時間軸強調部は、第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号におけるいずれかを第ｉの内挿映像信号とすると、第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。ここで、ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数である。時間軸強調部は、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。
【００６８】
時間軸強調部は、一対の映像信号の振幅を映像の明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部３１０と、時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部（マッピング回路３００）と、利得係数を用いて第１の映像信号及び第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部（減算器３０１及び乗算器３０２）を備える。従って、フレーム周波数変換を行うためのメモリ（時系列変換メモリ４０）の後段の第２のゲイン制御部（画像ゲイン制御部５３）によって振幅を調整しても、時間軸強調の程度が不十分となることはなく、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることが可能となる。
【００６９】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 画像メモリ
２０ ベクトル検出部
２１〜２３ 内挿映像信号生成部
３０〜３３ 時間軸強調部
４０ 時系列変換メモリ
５１ 明るさ検出部
５２ 制御演算部
５３ 画像ゲイン制御部（第２のゲイン制御部）
６０ 液晶駆動部
７０ 液晶パネル
８０ バックライト
８１ バックライト駆動部
３００ マッピング回路（利得係数決定部）
３０１ 減算器（高域成分生成部）
３０２ 乗算器（高域成分生成部）
３０３ 加算器
３１０ ゲイン制御部（第１のゲイン制御部）
３１１，３１２ 乗算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに映像を表示するための映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶パネルに映像を表示するための技術として、下記の特許文献１、特許文献２が知られている。
【０００３】
特許文献１には、動画ぼやけを低減することができる映像表示装置が記載されている。この映像表示装置は、映像信号と１フレーム分遅延した映像信号とから動きベクトルを検出して、動きベクトルを用いてフレーム間に内挿するための内挿映像信号を生成する。この映像表示装置は、映像信号と内挿映像信号とを、それぞれ以前のフレームの映像信号を用いて時間軸強調し、時間軸強調された映像信号と内挿映像信号とをメモリに書き込み、書き込み周波数の２倍の周波数で、メモリより内挿映像信号、映像信号の順に交互に読み出す。これにより、この画像表示装置は、フレーム周波数が２倍になった出力映像信号を得ている。
【０００４】
特許文献２には、消費電力の低減を実現する表示方法が記載されている。この表示方法は、映像信号の平均輝度等に基づいて、液晶パネルの透過率（画素の輝度）と、バックライトの輝度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３７４４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
映像信号の動画ぼやけを低減させ、かつ、バックライトの消費電力を削減するために、特許文献１に記載された技術と特許文献２に記載された技術との双方を映像表示装置に搭載することが考えられる。ところが、単に特許文献１に記載された技術と特許文献２に記載された技術との双方とを組み合わせただけでは、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができないことが明らかとなった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、バックライトの消費電力を削減しながら、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができる映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出する明るさ検出部（５１）と、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成する遅延部（１０）と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する内挿映像信号生成部（２１〜２３）と、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調する時間軸強調部（３０〜３３）と、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で読み出すメモリ（４０）とを備え、前記時間軸強調部は、前記一対の映像信号の振幅を前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部（３１０）と、前記第１のゲイン制御部によって振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部（３００）と、前記利得係数決定部で決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部（３０１，３０２）とを有することを特徴とする映像処理装置を提供する。
【０００９】
上記の映像処理装置において、前記メモリより読み出された前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第２のゲイン制御部（５３）をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
上記の映像処理装置において、前記第２のゲイン制御部によって振幅が調整された映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動する液晶駆動部（６０）をさらに備え、前記第１のゲイン制御部は、前記第２のゲイン制御部が前記液晶駆動部に供給する前記映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記利得係数決定部に供給する前記一対の映像信号の振幅を調整することが好ましい。
【００１１】
上記の映像処理装置において、前記液晶パネルに照射する光を発光するバックライト（８０）を駆動するバックライト駆動部（８１）をさらに備え、前記第１及び第２のゲイン制御部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出された映像信号の振幅を大きくし、前記バックライト駆動部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記バックライトが発光する光の強度を小さくすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出し、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成することを特徴とする映像処理方法を提供する。
【００１３】
上記の映像処理方法において、前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整することが好ましい。
【００１４】
上記の映像処理方法において、前記メモリより読み出して振幅を調整した映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動し、前記液晶パネルに表示する映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記一対の映像信号の振幅を調整することが好ましい。
【００１５】
上記の映像処理方法において、検出した前記映像の明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出した映像信号の振幅を大きくし、検出した前記映像の明るさが暗いほどバックライトが前記液晶パネルに照射する光の強度を小さくすることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、上記の映像処理装置と、液晶パネル（７０）と、前記液晶パネルに光を照射するバックライト（８０）とを備える映像表示装置を提供する。
【００１７】
さらにまた、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像の明るさを検出し、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成し、前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整し、振幅を調整した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号を液晶パネルに表示し、バックライトから発せられた光を前記液晶パネルの裏面より照射するに際し、前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅の調整と相殺させるように、バックライトからの光の強度を検出した前記映像の明るさに応じて調整することを特徴とする映像表示方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法によれば、バックライトの消費電力を削減しながら、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の映像表示装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１における時間軸強調部３０，３１の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の映像表示装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の映像処理装置及び映像処理方法、映像表示装置及び映像表示方法の各実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の映像表示装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００２２】
図１において、第１のフレーム周波数を有する入力映像信号Ｆ０（第１の映像信号）は、画像メモリ１０，動きベクトル検出部２０，内挿映像信号生成部２１，時間軸強調部３０，明るさ検出部５１に供給される。画像メモリ１０は、入力映像信号Ｆ０を１フレーム分だけ遅延させることによって、１フレーム分遅延された映像信号Ｆ２（第２の映像信号）を生成する。映像信号Ｆ２は、動きベクトル検出部２０，内挿映像信号生成部２１，時間軸強調部３１に供給される。画像メモリ１０は、入力映像信号Ｆ０を１フレーム分遅延させて映像信号Ｆ２（第２の映像信号）を生成する遅延部として機能する。
【００２３】
動きベクトル検出部２０は、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とに基づいて、フレーム間の動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部２０は、例えばマッチング法などを用いて動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部２０によって検出された動きベクトルは、内挿映像信号生成部２１に供給される。
【００２４】
内挿映像信号生成部２１は、動きベクトル検出部２０から供給された動きベクトルに基づいて、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とから内挿映像信号Ｆ１を生成する。内挿映像信号Ｆ１とは、後段の時系列変換メモリ４０にてフレーム周波数を２倍に変換する際に、もともと映像信号が存在しない変換前のフレーム周波数における隣接する２フレーム間の中間に挿入すべき映像信号である。内挿映像信号Ｆ１は、入力映像信号Ｆ０と映像信号Ｆ２とを用い、動きベクトル検出部２０によって検出された動きベクトルに基づいて動き補償補間を行うことによって生成される。内挿映像信号Ｆ１は、時間軸強調部３０，３１に供給される。
【００２５】
時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１とを用いて、時間軸強調された強調映像信号Ｆ０’を生成し、時系列変換メモリ４０に供給する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１と映像信号Ｆ２とを用いて、時間軸強調された強調映像信号Ｆ１’を生成し、時系列変換メモリ４０に供給する。
【００２６】
時間軸強調部３０から出力される強調映像信号Ｆ０’と時間軸強調部３１から出力される強調映像信号Ｆ１’とは、第１のフレーム周期で同時に時系列変換メモリ４０に書き込まれる。
【００２７】
時系列変換メモリ４０は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を一旦記憶する。時系列変換メモリ４０は、強調映像信号Ｆ１’，Ｆ０’の順に画像ゲイン制御部５３に出力する。このとき、時系列変換メモリ４０は、入力映像信号Ｆ０のフレーム周波数の２倍のフレーム周波数で強調映像信号Ｆ１’，Ｆ０’を出力する。
【００２８】
なお、説明の便宜上、入力映像信号Ｆ０はフレーム周波数が６０Ｈｚの順次走査信号であることを前提とし、インターレースの形式のＮＴＳＣ信号やＨＤＴＶ信号においては、前段にて順次走査信号に変換する処理がなされているものとする。
【００２９】
画像ゲイン制御部５３は、時系列変換メモリ４０から供給された強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’の振幅を制御する。このとき、画像ゲイン制御部５３は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’に、制御演算部５２から供給された映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇを乗算する。これによって、画像ゲイン制御部５３は、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’の振幅を調整する。画像ゲイン制御部５３は、振幅が調整された強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を液晶駆動部６０に供給する。
【００３０】
液晶パネル７０は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルである。液晶駆動部６０は、画像ゲイン制御部５３より出力された映像信号を液晶パネル７０に表示するよう液晶パネル７０を駆動する。液晶駆動部６０は、液晶パネル７０におけるＸ軸方向とＹ軸方向の２方向の導線に対して、ＸとＹの２方向から電圧をかけることで交点の液晶を駆動させると共に、画素ごとにオン，オフを切り替えて映像信号を表示させる。
【００３１】
明るさ検出部５１は、入力映像信号Ｆ０の明るさを検出する。この明るさは、入力映像信号Ｆ０における例えば１フレーム内の画素データの最大値Ｍである。１フレーム内のＲ，Ｇ，Ｂ信号の最大値Ｍを入力映像信号Ｆ０の明るさとすることができる。複数フレームの画素データの最大値を入力映像信号Ｆ０の明るさとしてもよく、１または複数フレーム内の画素データの値（画素レベル）の平均値を入力映像信号Ｆ０の明るさとしてもよい。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号以外の例えば輝度信号に基づいて入力映像信号Ｆ０の明るさを検出してもよいし、画素レベルのヒストグラムを用いて統計的に入力映像信号Ｆ０の明るさを検出してもよい。
【００３２】
本実施形態において、明るさ検出部５１は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数が２倍とされる前の入力映像信号Ｆ０を用いて映像信号の明るさを検出する。明るさ検出部５１は、検出した画素データの最大値Ｍを制御演算部５２に供給する。
【００３３】
なお、明るさ検出部５１は入力映像信号Ｆ０以外の映像信号に基づいて明るさを検出してもよい。例えば、画像メモリ１０から出力される映像信号Ｆ２を用いてもよく、内挿映像信号生成部２１から出力される内挿映像信号Ｆ１を用いてもよい。但し、明るさ検出部５１（検出系）における明るさの検出時刻から、明るさ検出部５１で検出した明るさを用いた制御系（画像ゲイン制御部５３と後述するバックライト駆動部８１及びゲイン制御部３１０）における制御時刻までの時間的なずれを考慮するのであれば、できる限り前段にて明るさを検出することが好ましい。
【００３４】
また、明るさ検出部５１は、明るさを検出する制御演算の実現手段としてＣＰＵなどを用いて動作の安定化を図ってもよい。
【００３５】
制御演算部５２は、明るさ検出部５１から得られた画素データの最大値Ｍから、映像信号を制御するための映像制御信号Ｓ１及びバックライト８０を制御するバックライト制御信号Ｓ２を生成する。この映像制御信号Ｓ１及びバックライト制御信号Ｓ２には、明るさ情報ｇが含まれる。明るさ情報ｇは、例えば８ビット階調で表現できる最大値の２５５／Ｍである。映像制御信号Ｓ１は、時間軸強調部３０，３１及び画像ゲイン制御部５３に供給される。バックライト制御信号Ｓ２は、バックライト駆動部８１に供給される。なお、映像制御信号Ｓ１に対する時間軸強調部３０，３１における内部動作については後述する。
【００３６】
映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇは、明るさ検出部５１で得られた画像内の最大輝度の逆数（２５５／Ｍ）である。即ち、液晶パネル７０に表示させる映像が暗い場合には映像制御信号Ｓ１としての明るさ情報ｇは大きくなり、画像ゲイン制御部５３による強調映像信号Ｆ０’及び強調映像信号Ｆ１’の振幅増幅度合いを大きくする。バックライト制御信号Ｓ２としての明るさ情報ｇは、液晶パネル７０に表示させる映像が暗い場合に、バックライト８０からの発光強度を小さくするようにする。このように、映像信号制御信号Ｓ１とバックライト制御信号Ｓ２とは同じ明るさ情報ｇであるが、信号増幅度合いと、バックライト８０からの発光強度とを相殺させるようにする。
【００３７】
バックライト８０は、液晶パネル７０の裏面に配置されている。バックライト８０は、映像表示時に、液晶パネル７０の裏面より光を照射する。バックライト８０からの発光強度は、バックライト駆動部８１によって制御される。なお、バックライト８０はいわゆるエッジライト方式のバックライトであってもよい。この場合、バックライト８０は液晶パネル７０の側面に配置される場合がある。バックライト８０の配置位置は裏面でも側面でもよく、液晶パネル７０に対して光を液晶パネル７０の裏面より照射する構成であればよい。
【００３８】
バックライト駆動部８１は、制御演算部５２から明るさ情報ｇが供給される。バックライト８０は、明るさ検出部５１により検出された映像信号の明るさに基づき制御演算部５２が生成した明るさ情報ｇに基づいて、バックライト８０の明るさ（出力）を制御する。
【００３９】
このような映像表示装置において、明るさ検出部５１によって映像信号の明るさを検出してから、画像ゲイン制御部５３による画像ゲイン制御及びバックライト駆動部８１によるバックライト制御についての一連の流れについて説明する。
【００４０】
例えば、入力映像信号Ｆ０に含まれる画素データの最大値Ｍが、８ビット階調で表現できる最大値の２５５よりも小さい値（０≦Ｍ＜２５５）であったとする。このとき、明るさ検出部５１で検出された明るさ情報ｇは、２５５／Ｍという値となる。
【００４１】
この場合、映像表示装置は、画像ゲイン制御部５３によって映像振幅をｇ（＝２５５／Ｍ）倍し、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を１／ｇ（＝Ｍ／２５５）倍に制御する。これにより、入力映像信号Ｆ０に含まれる画素データの最大値Ｍが変動しても、バックライト８０の出力と画素データの値とを組み合わせた液晶パネル７０から発する輝度を等価にすることが可能である。
【００４２】
本実施形態の映像表示装置によれば、画素データの最大値Ｍが小さいほど、明るさ情報ｇが大きくなり、バックライト８０の出力を下げることができる。これにより、本実施形態の映像表示装置は、消費電力を低減させることができる。
【００４３】
本実施形態の映像表示装置においては、時系列変換メモリ４０から出力された映像信号の振幅が画像ゲイン制御部５３によってｇ倍になるので、液晶パネル７０への印加電圧はｇ倍となる。時間軸強調部３０，３１では、液晶パネル７０への印加電圧に対応させて入力された映像信号を時間軸強調して、強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’を生成しなければならない。時間軸強調部３０，３１の構成を特許文献１に記載されている時間軸強調回路の構成としたとすると、時間軸強調の程度が不十分で映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることができないことになる。そこで、時間軸強調部３０，３１を図２に示すような構成とする。
【００４４】
図２に示すように構成された時間軸強調部３０，３１は、映像信号を時間軸方向に強調するフィルタである。時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０の時間軸方向の高域成分を内挿映像信号Ｆ１を用いて強調する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１の時間軸方向の高域成分を映像信号Ｆ２を用いて強調する。
【００４５】
時間軸強調部３０，３１は、入力する二種類の映像信号をｆａ，ｆｂとして、下記式（１）にて表される時間軸強調信号ｆｏを得る。
【００４６】
ｆｏ＝ｆａ＋ｋ（ｆａ−ｆｂ） …（１）
この式（１）において、ｋは、映像信号を強調する度合いを決定する利得係数であり、液晶パネル７０の応答特性に応じて設定される。液晶パネル７０の応答が比較的速く残像が少ない場合には、利得係数ｋは小さく設定される。一方、液晶パネル７０の応答が遅く残像が多い場合には、利得係数ｋは大きく設定される。
【００４７】
入力する映像信号のｆａとｆｂの関係は、６０Ｈｚのフレーム周波数である入力映像信号を図１の時系列変換メモリ４０により２倍の１２０Ｈｚに変換した場合を想定したとき、ｆｂがｆａの１フレーム（１／１２０ｓ）前の画像となる。より具体的に説明すると、時間軸強調部３０においては、ｆａが入力映像信号Ｆ０であり、ｆｂが内挿映像信号Ｆ１である。時間軸強調部３１においては、ｆａが内挿映像信号Ｆ１であり、ｆｂが映像信号Ｆ２である。
【００４８】
上記式（１）の動作を行う時間軸強調部３０，３１は、図２に示すように、マッピング回路３００，減算器３０１，乗算器３０２，加算器３０３，ゲイン制御部３１０を含む。ゲイン制御部３１０は、乗算器３１１，３１２を含む。
【００４９】
ゲイン制御部３１０の乗算器３１１は映像信号ｆａをｇ倍し、ゲイン制御部３１０の乗算器３１２は映像信号ｆｂをｇ倍する。ｇ倍された映像信号ｆａ，ｆｂはマッピング回路３００に供給される。マッピング回路３００は、予め設定された変換テーブルを用いて利得係数ｋを生成する。変換テーブルは、どの程度の強さで時間軸強調を行うかを映像信号ｆａと映像信号ｆｂとの関係から決定するものである。即ち、マッピング回路３００は、時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数ｋを決定する利得係数決定部として機能する。
【００５０】
減算器３０１は、映像信号ｆａと映像信号ｆｂとの差分をとり、乗算器３０２は差分値を利得係数ｋ倍する。加算器３０３は、映像信号ｆａにｋ倍された差分値を加算して時間軸強調信号ｆｏを出力する。減算器３０１及び乗算器３０２は、マッピング回路３００が決定した利得係数ｋを用いて映像信号ｆａに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部として機能する。
【００５１】
このように、時間軸強調部３０，３１は、明るさ情報ｇによって映像信号ｆａ，ｆｂの振幅を調整して、映像信号ｆａ×ｇと映像信号ｆｂ×ｇを用いてマッピング回路３００で利得係数ｋを決定する。映像信号ｆａ×ｇ及び映像信号ｆｂ×ｇの振幅は、画像ゲイン制御部５３により振幅が調整され、実際に液晶駆動部６０に供給される映像信号の振幅と同じである。
【００５２】
映像信号ｆａ，ｆｂをｇ倍するゲイン制御部３１０は、後段の画像ゲイン制御回路５３と実質的に同じ動作を行うことになる。画像ゲイン制御部５３が液晶駆動部６０に供給する電圧と、ゲイン制御部３１０がマッピング回路３００に供給する電圧とを同一にできるので、乗算器３０２に適正な値の利得係数ｋを供給できる。このように、適正な値の利得係数ｋを供給することにより、後段の画像ゲイン制御信号５３で信号振幅が調整されることを考慮して、時間軸強調部３０，３１から時間軸強調された強調映像信号Ｆ０’、Ｆ１’を出力することができる。
【００５３】
時系列変換メモリ４０からは、このような強調映像信号Ｆ０’，Ｆ１’に基づいてフレーム周波数変換された映像信号が出力される。画像ゲイン制御部５３は、明るさ情報ｇに基づいて画像ゲインを制御しても、輝度（振幅）が適切な映像信号を液晶駆動部６０に供給できる。従って、液晶駆動部６０に印加される電圧のレベルが映像信号に応じて適したものとなり、液晶パネル７０の応答特性を補償できる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ検出部５１により検出された明るさ情報ｇによって時間軸強調のための利得係数ｋを調整して、時間軸強調部３０，３１によって時間軸強調を行う。これによって、本実施形態の映像表示装置によれば、画像ゲイン制御部５３によって振幅が調整される度合いを考慮して、時間軸強調を行うことができる。また、本実施形態の映像表示装置は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数を倍速変換する。さらに、本実施形態の映像表示装置は、明るさ情報ｇを用いて画像ゲイン制御部５３により画像ゲインを調整すると共に、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を調整する。
【００５５】
このように、本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ情報ｇを検出した後に、時間軸強調及び倍速変換を行うことによって、映像のぼやけを低減できる。本実施形態の映像表示装置によれば、明るさ情報ｇを検出した後に、画像ゲインの調整及びバックライト８０の出力の調整を行うことができ、バックライト８０の消費電力を削減することができる。
【００５６】
また、本実施形態の映像表示装置によれば、フレーム周波数を２倍にするために生成する内挿映像信号Ｆ１と入力映像信号Ｆ０に対して、フレーム周波数を２倍にする前に時間軸強調の処理を施している。従って、フレーム周波数を２倍にした後に時間軸強調処理を行うのに比較して、同等の動画ぼやけ防止効果を有しながら、時間軸強調処理の動作速度が高速になることによる回路動作実現上の困難さを回避できる効果がある。また、内挿映像信号生成部２１で用いるフレームメモリを時間軸強調処理のフレームメモリと共用できるのでフレームメモリの削減効果がある。
【００５７】
なお、制御演算部５２から、バックライト駆動部８１、時間軸強調部３０，３１内部の乗算器３１１，３１２及び画像ゲイン制御部５３への制御タイミングの時間ずれを調整するため、遅延手段またはラッチ手段を設けてもよい。明るさ検出部５１では１フレーム内の入力映像信号から明るさを求めることで、バックライト８０及び画像ゲイン制御部５３への制御が１フレーム遅延する。ところが、本実施形態の映像表示装置によれば、時系列変換メモリ４０でフレーム遅延が生じるので、検出系（明るさ検出部５１）と制御系（ここでは画像ゲイン制御部５３及びバックライト駆動部８１）との時間的なずれがなくなる。従って、遅延手段またはラッチ手段は、必ずしも設ける必要がない。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の映像表示装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５９】
第２実施形態の映像表示装置は、例えば図３に示すように構成される。第１実施形態との相違点は、出力される映像信号のフレーム周波数を４倍にする点である。このため、第２実施形態の映像表示装置は、内挿映像信号生成部２１〜２３の３つの内挿映像信号生成部を有し、時間軸強調部３０〜３３の４つの時間軸強調部を有する。
【００６０】
内挿映像信号生成部２１〜２３は、それぞれ、供給される入力映像信号Ｆ０と１フレーム分遅延された映像信号Ｆ２とから、フレーム周波数を４倍に変換するために、入力映像信号Ｆ０の隣接する２フレーム間に挿入すべき３フレーム分の内挿映像信号Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３を生成する。この場合、内挿映像信号生成部２１〜２３にて使用する動きベクトルは共通とする。
【００６１】
時間軸強調部３０は、入力映像信号Ｆ０と内挿映像信号Ｆ１１から時間軸強調信号Ｆ０’を生成する。時間軸強調部３１は、内挿映像信号Ｆ１１と内挿映像信号Ｆ１２から時間軸強調信号Ｆ１１’を生成する。時間軸強調部３２は、内挿映像信号Ｆ１２と内挿映像信号Ｆ１３から時間軸強調信号Ｆ１２’を生成する。時間軸強調部３３は内挿映像信号Ｆ１３と１フレーム分遅延させた映像信号Ｆ２から時間軸強調信号Ｆ１３’を生成する。
【００６２】
これら４フレーム分の時間軸強調信号Ｆ０’，Ｆ１１’，Ｆ１２’，Ｆ１３’は、時系列変換メモリ４０に入力される。時系列変換メモリ４０は、フレーム周波数が４倍になった２４０Ｈｚの映像信号となるように時系列変換を行う。
【００６３】
この第２実施形態の映像表示装置において、時間軸強調部３０〜３３には、明るさ情報ｇが供給される。時間軸強調部３０〜３３は、図２に示すように構成される。したがって、時間軸強調部３０〜３３は、映像信号ｆａ，ｆｂを明るさ情報ｇ（２５５／Ｍ）で乗算して、利得係数ｋを求め、利得係数ｋを用いて時間軸強調を行う。
【００６４】
以上のように、第２実施形態の映像表示装置によれば、第１実施形態と同様に、明るさ検出部５１により検出された明るさ情報ｇによって時間軸強調のための利得係数ｋを調整して、時間軸強調部３０〜３３によって時間軸強調を行う。また、第２実施形態の映像表示装置は、時系列変換メモリ４０によってフレーム周波数を４倍に変換する。さらに、第２実施形態の映像表示装置は、明るさ情報ｇを用いて画像ゲイン制御部５３により画像ゲインを調整すると共に、バックライト駆動部８１によってバックライト８０の出力を調整する。
【００６５】
なお、第２実施形態では、内挿映像信号生成部を３つ、時間軸強調部を４つとして、映像信号のフレーム周波数を４倍に変換する構成を示したが、映像信号のフレーム周波数を３倍または５倍以上に変換してもよい。時間軸強調部がｎ（ｎは３以上の整数）個、内挿映像信号生成部がｎ−１個の関係であればよい。第１実施形態と第２実施形態とを含めれば、映像信号のフレーム周波数を２倍またはそれ以上に変換すればよく、時間軸強調部がｎ（ｎは２以上の整数）個、内挿映像信号生成部がｎ−１個の関係となる。
【００６６】
以上をまとめると次の通りとなる。内挿映像信号生成部（２１または２１〜２３）は、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号と、第１の映像信号を１フレーム分遅延させた第２の映像信号とを用いて、第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する。第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号は、第１のフレーム周波数をｎ倍にするために必要となる映像信号である。ここで、ｎは２以上の整数である。なお、第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号は、第１の映像信号における隣接する２フレーム間に時間的に新しい順に並べた場合の順番である。
【００６７】
時間軸強調部（３０，３１または３０〜３３）は、第１の映像信号と第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。この際、時間軸強調部は、第１の映像信号と第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。時間軸強調部は、第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号におけるいずれかを第ｉの内挿映像信号とすると、第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。ここで、ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数である。時間軸強調部は、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する。
【００６８】
時間軸強調部は、一対の映像信号の振幅を映像の明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部３１０と、時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部（マッピング回路３００）と、利得係数を用いて第１の映像信号及び第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部（減算器３０１及び乗算器３０２）を備える。従って、フレーム周波数変換を行うためのメモリ（時系列変換メモリ４０）の後段の第２のゲイン制御部（画像ゲイン制御部５３）によって振幅を調整しても、時間軸強調の程度が不十分となることはなく、映像信号の動画ぼやけを効果的に低減させることが可能となる。
【００６９】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 画像メモリ
２０ ベクトル検出部
２１〜２３ 内挿映像信号生成部
３０〜３３ 時間軸強調部
４０ 時系列変換メモリ
５１ 明るさ検出部
５２ 制御演算部
５３ 画像ゲイン制御部（第２のゲイン制御部）
６０ 液晶駆動部
７０ 液晶パネル
８０ バックライト
８１ バックライト駆動部
３００ マッピング回路（利得係数決定部）
３０１ 減算器（高域成分生成部）
３０２ 乗算器（高域成分生成部）
３０３ 加算器
３１０ ゲイン制御部（第１のゲイン制御部）
３１１，３１２ 乗算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の明るさを検出する明るさ検出部と、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成する遅延部と、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する内挿映像信号生成部と、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調する時間軸強調部と、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で読み出すメモリと、
を備え、
前記時間軸強調部は、
前記一対の映像信号の振幅を前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部と、
前記第１のゲイン制御部によって振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部と、
前記利得係数決定部で決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部と、
を有することを特徴とする映像処理装置。
【請求項２】
前記メモリより読み出された前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第２のゲイン制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記第２のゲイン制御部によって振幅が調整された映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動する液晶駆動部をさらに備え、
前記第１のゲイン制御部は、前記第２のゲイン制御部が前記液晶駆動部に供給する前記映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記利得係数決定部に供給する前記一対の映像信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項２記載の映像処理装置。
【請求項４】
前記液晶パネルに照射する光を発光するバックライトを駆動するバックライト駆動部をさらに備え、
前記第１及び第２のゲイン制御部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出された映像信号の振幅を大きくし、
前記バックライト駆動部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記バックライトが発光する光の強度を小さくする
ことを特徴とする請求項２または３に記載の映像処理装置。
【請求項５】
映像の明るさを検出し、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、
前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、
前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、
決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する
ことを特徴とする映像処理方法。
【請求項６】
前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整することを特徴とする請求項５記載の映像処理方法。
【請求項７】
前記メモリより読み出して振幅を調整した映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動し、
前記液晶パネルに表示する映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記一対の映像信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項６記載の映像処理方法。
【請求項８】
検出した前記映像の明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出した映像信号の振幅を大きくし、
検出した前記映像の明るさが暗いほどバックライトが前記液晶パネルに照射する光の強度を小さくする
ことを特徴とする請求項６または７に記載の映像処理方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像処理装置と、
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を照射するバックライトと、
を備える映像表示装置。
【請求項１０】
映像の明るさを検出し、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、
前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、
前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、
決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成し、
前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅を調整した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号を液晶パネルに表示し、
バックライトから発せられた光を前記液晶パネルの裏面より照射するに際し、前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅の調整と相殺させるように、バックライトからの光の強度を検出した前記映像の明るさに応じて調整する
ことを特徴とする映像表示方法。
【請求項１】
映像の明るさを検出する明るさ検出部と、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成する遅延部と、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成する内挿映像信号生成部と、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調する時間軸強調部と、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で読み出すメモリと、
を備え、
前記時間軸強調部は、
前記一対の映像信号の振幅を前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第１のゲイン制御部と、
前記第１のゲイン制御部によって振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定する利得係数決定部と、
前記利得係数決定部で決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する高域成分生成部と、
を有することを特徴とする映像処理装置。
【請求項２】
前記メモリより読み出された前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、前記明るさ検出部によって検出した明るさに応じて調整する第２のゲイン制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記第２のゲイン制御部によって振幅が調整された映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動する液晶駆動部をさらに備え、
前記第１のゲイン制御部は、前記第２のゲイン制御部が前記液晶駆動部に供給する前記映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記利得係数決定部に供給する前記一対の映像信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項２記載の映像処理装置。
【請求項４】
前記液晶パネルに照射する光を発光するバックライトを駆動するバックライト駆動部をさらに備え、
前記第１及び第２のゲイン制御部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出された映像信号の振幅を大きくし、
前記バックライト駆動部は、前記明るさ検出部によって検出した明るさが暗いほど前記バックライトが発光する光の強度を小さくする
ことを特徴とする請求項２または３に記載の映像処理装置。
【請求項５】
映像の明るさを検出し、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、
前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、
前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、
決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成する
ことを特徴とする映像処理方法。
【請求項６】
前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整することを特徴とする請求項５記載の映像処理方法。
【請求項７】
前記メモリより読み出して振幅を調整した映像信号を液晶パネルに表示するよう駆動し、
前記液晶パネルに表示する映像信号の振幅と同じ振幅となるよう、前記一対の映像信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項６記載の映像処理方法。
【請求項８】
検出した前記映像の明るさが暗いほど前記一対の映像信号または前記メモリより読み出した映像信号の振幅を大きくし、
検出した前記映像の明るさが暗いほどバックライトが前記液晶パネルに照射する光の強度を小さくする
ことを特徴とする請求項６または７に記載の映像処理方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像処理装置と、
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を照射するバックライトと、
を備える映像表示装置。
【請求項１０】
映像の明るさを検出し、
第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号を１フレーム分遅延させて第２の映像信号を生成し、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とを用いて、前記第１のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の整数）にするための前記第１の映像信号における隣接する２フレーム間に内挿する第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を生成し、
前記第１の映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第１の映像信号と前記第１の内挿映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、前記第１〜第（ｎ−２）の内挿映像信号における第ｉの内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第ｉの内挿映像信号と第（ｉ＋１）の内挿映像信号（ｉは１以上（ｎ−２）以下の整数）との一対の映像信号を用いて強調し、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を、前記第（ｎ−１）の内挿映像信号と前記第２の映像信号との一対の映像信号を用いて強調し、
前記時間軸強調部によって時間軸方向の高域成分がそれぞれ強調された前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号をメモリに書き込み、書き込まれた前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号を、前記第１のフレーム周波数のｎ倍のフレーム周波数である第２のフレーム周波数で前記メモリより読み出し、
前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する際に、
前記一対の映像信号の振幅を検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅が調整された前記一対の映像信号に基づいて、前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する度合いを示す利得係数を決定し、
決定した前記利得係数を用いて前記第１の映像信号及び前記第１〜第（ｎ−１）の内挿映像信号それぞれに付加する時間軸方向の高域成分を生成し、
前記メモリより読み出した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅を、検出した前記映像の明るさに応じて調整し、
振幅を調整した前記第２のフレーム周波数を有する映像信号を液晶パネルに表示し、
バックライトから発せられた光を前記液晶パネルの裏面より照射するに際し、前記第２のフレーム周波数を有する映像信号の振幅の調整と相殺させるように、バックライトからの光の強度を検出した前記映像の明るさに応じて調整する
ことを特徴とする映像表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０８４７７（Ｐ２０１２−２０８４７７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４４９７８（Ｐ２０１２−４４９７８）
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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